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编译型和解释型语言优缺点(编译型语言与解释型语言)

时间2025-09-19 08:19:23分类IT科技浏览6714
导读:上一章我们已经了解到,编程语言其实就是一种我们人类易于理解的程序语言。我们用这种编程语言编写的程序就称为源代码。这些源代码是通过翻译器这么个东西,被翻译成二进制指令,从而让计算机能够执行我们的指令。...

上一章我们已经了解到                ,编程语言其实就是一种我们人类易于理解的程序语言                。我们用这种编程语言编写的程序就称为源代码                           。这些源代码是通过翻译器这么个东西                           ,被翻译成二进制指令         ,从而让计算机能够执行我们的指令         。

那么            ,这其中发挥很大作用的翻译器又是怎么回事?

编译型语言与解释型语言

其实                          ,翻译器不止一种            。我们根据翻译器翻译的时机              ,将它分为了编译器和解释器                          。

相应的        ,编程语言也分为了编译型语言和解释型语言              。

编译型语言要求将所有的源代码通过编译器转换成二进制指令                         ,也就是生成一个可执行程序(比如Windows下的.exe文件)                   ,比如汇编语言                   、C语言                         、C++等都是编译型语言        。

解释型语言    ,顾名思义就是将源代码一边转换                        ,一边执行                         。就好像你阅读文章一样                       ,读到哪程序执行到哪                   。这种方式不需要生成可执行程序,使用会更加方便                    ,比如Python        、PHP              、JavaScript                          、MATLAB等都是解释型语言    。

虽然文中对编译器和解释器讲解的比较简单                           ,但事实上    ,翻译源代码的过程十分复杂                ,过程大致包括词法分析            、语法分析         、语义分析                           、性能优化                、生成可执行文件等5个步骤                           ,其中涉及到复杂的算法和硬件架构         ,这一点本文不再赘述                        。

操作系统

另外大家需要了解的一点是            ,计算机程序都是运行在操作系统中的                          ,目前我们比较熟知的操作系统平台都有Windows    、Linux                           、MacOS              ,当然这三种操作系统都不是瞬间诞生的        ,也都经历了操作系统几十年的发展                         ,才完善成我们目前熟知的版本                       。

长时间不同发展                   ,导致不同的操作系统平台之间底层的内部结构截然不同    ,也就是说能够在Windows系统运行的程序                        ,拿到MacOS下便会无法运行                       ,同理,能在Linux平台下执行的程序                    ,也不能在Windows平台下执行。

另外                           ,就算是相同的操作系统    ,不同的版本之间也不一定兼容                    。比如不能将Windows64位程序拿到Windows32位平台下运行                           。但反之一般都可以                ,这是因为64位Windows对32位程序做了兼容性处理    。这也是几乎所有程序版本之间的通病                           ,新版本可以兼容老版本         ,老版本兼容不了新版本                。

除了程序不能跨平台使用之外            ,源代码也不能跨平台使用                           。例如C语言中                          ,可以让程序暂停的“睡眠                ”函数              ,在Windows平台下函数名是Sleep        ,但在Linux平台下该函数名是sleep                         ,首字母大小写不同         。而且函数中的参数含义也不同                   ,Sleep的参数是毫秒    ,sleep的参数是秒            。

这是一件相当麻烦的事情                        ,这意味着同一个软件                       ,你不仅需要开发3种不同的源代码,还要生成3种平台的可执行程序                    ,分别兼容Windows                    、Linux、Mac OS这3种平台(现在大部分软件都有不同操作系统下的版本就是因为这个原因)                           ,未来的更新维护也需要同时更新3个版本                          。而且    ,万一以后新出来个鸿蒙操作系统                ,是不是又需要从头开发新的版本呢?

当然                           ,以程序员的勤劳度来看         ,是不会做出这么费力不讨好的事情的              。事实上            ,程序员有各种方法来解决这个问题        。

比较经典的办法                          ,就是开发一套支持跨平台的语言                         。诞生于1995年的Java就是其中的引领者                   。目前国内Java之所以火爆              ,很大部分原因就是Java的跨平台特性    。虽然后来微软的C#也追随了Java的脚步        ,但由于更新太慢                         ,几乎都要被人遗忘了                        。至于C语言                   ,C++    ,由于太古老                        ,它们诞生的时候还没有操作系统呢                       ,所以基本指望不上跨平台了                       。

跨平台语言运行原理

编译型语言

事实上,关于跨平台                    ,编译型语言和解释型语言走上了不同的道路。虽然道路不同                           ,但原理是一样的                    。

比如Java这门语言    ,之所以能够跨平台                ,是因为它在操作系统上层                           ,又搭建了一个叫做Java虚拟机(Java Virtual Machine         ,简称 JVM)的东西                           。你可以把JVM理解成一个底层软件            ,而且针对不同的平台有不同的版本:Windows版                          ,Linux版                       、MacOS版              ,这三个版本的JVM安装在了这三个平台上        ,我们编写的Java源代码会被JVM转换成字节码                         ,字节码是可以在Java虚拟机上运行的    。流程如下图:

Java语言运行流程

这样一来                   ,你只需要写一份源代码就可以了    ,只要在操作系统中安装上对应的Java虚拟机                        ,就可以平滑运行Java软件了                。所以Java打出的口号就是:一次编译                       ,处处运行                           。

编译型语言运行原理

解释型语言

相对于编译型这种只有少数语言支持跨平台的语言来说,解释型语言几乎都能跨平台         。“一次编写                    ,处处运行                           ”就是解释型语言的特点            。

那么为什么解释型语言就能跨平台呢?

这一切其实都归功于解释器                          。

解释器其实就类似于Java虚拟机                           ,也是编程语言与操作系统之间的中间层              。官方会针对不同的平台开发不同的解释器    ,这些解释器会把同样的源代码在不同的操作平台下转换成对应平台“认识         ”的机器码                ,兼容了不同平台之间的差异                           ,从而解决了跨平台的问题        。

编译型和解释型语言另外一个明显的区别就是:

使用编译型语言开发的可执行程序         ,源代码是无法获取的            ,所以程序一般是闭源的                         。

而解释型语言由于一边转换一边执行的特性                          ,软件下载下来的都是源代码              ,否则就无法运行        ,所以解释型语言的程序一般是开源的                   。

解释型语言运行原理

关于Python

Python属于解释型语言                         ,所以运行Python程序需要安装对应平台的解释器    。也就是说我们使用Python无需考虑不同平台的兼容性问题                   ,目前常见的如Linux                        、Windows    、MacOS                   、Android                         、PocketPC等操作系统    ,Python都可以完美运行!

总结

我们将编译型语言和解释型语言的差异总结如下:

类型 原理 优点 缺点 编译型语言 通过编译器将源代码转换为操作系统平台对应的机器码 编译一次                        ,脱离编译器也能运行                       ,效率高 可移植性差,不够灵活 解释型语言 通过解释器将源代码转换为操作系统平台对应的机器码 跨平台性好 边转换机器码边执行                    ,效率较低

原文链接:http://pythonjishu.com/compile-type/

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